Question

【題目】如圖所示，托盤用細線通過定滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究牛頓第二定律”的實驗。

(1)圖為某次實驗打出的一條紙帶，紙帶上每相鄰的兩計數(shù)點間都有四個計時點未畫出，按時間順序取O、A、B、C、D五個計數(shù)點，用刻度尺量出A、B、C、D點到O點的距離，則小車的加速度a=_________m／s2。(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)

(2)某同學平衡摩擦力后，在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼質(zhì)量，且滿足小車質(zhì)量遠大于盤和砝碼的總質(zhì)量，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖所示。重力加速度g=10m／s2，則小車的質(zhì)量為________kg，小盤的質(zhì)量為______kg。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，設(shè)第一個計數(shù)點到第二個計數(shù)點之間的距離為x1，以后各段分別為x2、x3、x4，根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，得：x4-x2=2a1T2,x3-x1=2a2T2,為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值，.

(2)砝碼重力為F，設(shè)小盤質(zhì)量為m0，根據(jù)牛頓第二定律：，可知，則a-F圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，故小車質(zhì)量為，F=0時，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有，解得.